1. उत्पाद अवलोकन
LTS-3361JG एक एकल-अंकीय, 7-सेगमेंट अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले मॉड्यूल है जो AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) सेमीकंडक्टर तकनीक का उपयोग करता है। इस उपकरण का प्राथमिक कार्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में अत्यधिक पठनीय संख्यात्मक और सीमित अल्फ़ान्यूमेरिक आउटपुट प्रदान करना है। इसका मुख्य अनुप्रयोग इंस्ट्रुमेंटेशन, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक नियंत्रण पैनल और किसी भी ऐसे उपकरण में निहित है जिसे स्पष्ट, चमकदार संख्यात्मक रीडआउट की आवश्यकता होती है।
यह उपकरण 0.3-इंच (7.62 मिमी) अंक ऊंचाई की विशेषता रखता है, जो डिस्प्ले आकार और सघनता के बीच एक उत्कृष्ट संतुलन प्रदान करती है। इसमें सफेद सेगमेंट के साथ एक ग्रे फेस है, एक संयोजन जिसे विभिन्न प्रकाश स्थितियों के तहत इष्टतम पठनीयता के लिए उच्च कंट्रास्ट प्रदान करने के लिए अभियांत्रिक किया गया है। एक अपारदर्शी GaAs सब्सट्रेट पर उगाए गए AlInGaP सामग्री का उपयोग इसके प्रदर्शन की कुंजी है, जो हरे तरंगदैर्ध्य स्पेक्ट्रम में उच्च चमक और दक्षता को सक्षम बनाता है।
1.1 Core Advantages & Target Market
LTS-3361JG कई विशिष्ट लाभ प्रदान करता है जो बाजार में इसकी स्थिति को परिभाषित करते हैं:
- High Brightness & Contrast: AlInGaP चिप्स 1mA की कम ड्राइव धारा पर 200 से 800 µcd की चमकदार तीव्रता उत्पन्न करते हैं, जो तेज रोशनी वाले वातावरण में भी दृश्यता सुनिश्चित करता है।
- कम बिजली की खपत: दक्षता के लिए डिज़ाइन किया गया, इसे न्यूनतम बिजली की आवश्यकता होती है, जो इसे बैटरी-संचालित या बिजली-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।
- Excellent Character Appearance & Uniformity: खंड निरंतर और एकसमान हैं, जो अंतराल या अनियमितताओं के बिना एक साफ, पेशेवर दिखने वाला अंक प्रदान करते हैं।
- विस्तृत देखने का कोण: ऑप्टिकल डिज़ाइन विस्तृत कोणों की एक श्रृंखला से स्पष्ट पठनीयता की अनुमति देता है, जिससे उपयोगकर्ता अनुभव बेहतर होता है।
- सॉलिड-स्टेट विश्वसनीयता: एक एलईडी-आधारित उपकरण के रूप में, यह लंबा परिचालन जीवन, आघात प्रतिरोध और फिलामेंट-आधारित डिस्प्ले जैसी पुरानी तकनीकों से बेहतर विश्वसनीयता प्रदान करता है।
- वर्गीकृत दीप्त तीव्रता: डिवाइसों को तीव्रता के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है, जिससे डिजाइनर उत्पाद में कई इकाइयों में सुसंगत चमक के लिए भागों का चयन कर सकते हैं।
लक्षित बाजार में परीक्षण और माप उपकरण, ऑटोमोटिव डैशबोर्ड (द्वितीयक डिस्प्ले), घरेलू उपकरण, चिकित्सा उपकरण और औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियों के डिजाइनर शामिल हैं, जहां एक विश्वसनीय, स्पष्ट और कुशल संख्यात्मक डिस्प्ले की आवश्यकता होती है।
2. Technical Specifications Deep Dive
यह खंड डेटाशीट में निर्दिष्ट प्रमुख तकनीकी मापदंडों का विस्तृत, वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रदान करता है।
2.1 Photometric & Optical Characteristics
ये मापदंड डिस्प्ले के प्रकाश उत्पादन और रंग गुणों को परिभाषित करते हैं।
- औसत दीप्त तीव्रता (IV): 1mA की अग्र धारा (IF) पर 200 µcd (न्यूनतम) से 800 µcd (सामान्य) तक की सीमा में होती है। यह मानव आँख की प्रकाशिक प्रतिक्रिया (CIE वक्र) से मेल खाने के लिए फ़िल्टर किए गए सेंसर द्वारा मापी गई अनुभूत चमक है। विस्तृत सीमा एक बिनिंग प्रक्रिया को दर्शाती है; डिज़ाइनरों को इस भिन्नता को ध्यान में रखना चाहिए या एक समान रूप प्राप्त करने के लिए सघन बिन निर्दिष्ट करना चाहिए।
- प्रभावी तरंगदैर्ध्य (\u03bbd): 572 nm. यह प्रकाश का अनुभव किया गया रंग है, जो इसे स्पेक्ट्रम के हरे क्षेत्र में रखता है। यह रंग-विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
- शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (\u03bbp): 571 nm (Typ). यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर स्पेक्ट्रल पावर वितरण अधिकतम है, जो प्रभावी तरंगदैर्ध्य के बहुत करीब है, जो एक स्पेक्ट्रली शुद्ध हरा आउटपुट दर्शाता है।
- स्पेक्ट्रल लाइन अर्ध-चौड़ाई (\u0394\u03bb): 15 nm (Typ). यह वर्णक्रमीय बैंडविड्थ को मापता है। 15 nm का मान अपेक्षाकृत संकीर्ण है, जो हरे LED के लिए अच्छी रंग शुद्धता की पुष्टि करता है।
- Luminous Intensity Matching Ratio (IV-m): 2:1 (अधिकतम)। यह एकल उपकरण के भीतर सबसे चमकीले और सबसे मंद खंड के बीच की अधिकतम स्वीकार्य अनुपात है। 2:1 या उससे कम का अनुपात अंक में स्वीकार्य एकरूपता सुनिश्चित करता है।
2.2 विद्युत विशेषताएँ
ये पैरामीटर सर्किट डिजाइन और पावर प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण हैं।
- प्रति सेगमेंट फॉरवर्ड वोल्टेज (VF): 2.6V (Max) at IF=20mA. The typical value is around 2.05V. This voltage drop must be considered when designing the current-limiting circuitry. The driver circuit must supply at least 2.6V to ensure proper segment illumination at the rated current.
- प्रति सेगमेंट कंटीन्यूअस फॉरवर्ड करंट (IF): 25 mA (Max) at 25°C. This is the maximum DC current that can be applied continuously to a single segment without risking damage.
- प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट: 60 mA (Max) पल्स्ड स्थितियों में (1/10 ड्यूटी साइकल, 0.1ms पल्स चौड़ाई)। यह मल्टीप्लेक्सिंग स्कीम या उच्च मानी गई चमक के लिए संक्षिप्त ओवर-ड्राइविंग की अनुमति देता है।
- करंट डिरेटिंग: अधिकतम निरंतर धारा को परिवेश के तापमान (T) 25°C से अधिक होने पर 0.33 mA/°C की रैखिक दर से कम किया जाना चाहिए।aयह एक महत्वपूर्ण थर्मल प्रबंधन विचार है।
- प्रति सेगमेंट रिवर्स वोल्टेज (VR): 5V (Max). रिवर्स बायस में इस वोल्टेज से अधिक होने पर LED जंक्शन को स्थायी क्षति पहुंच सकती है।
- प्रति सेगमेंट रिवर्स करंट (IR): 100 µA (Max) at VR=5V. यह लीकेज करंट है जब LED रिवर्स-बायस्ड होता है।
- Power Dissipation per Segment (PD): 70 mW (Max). Calculated as VF * IF, यह सीमा प्रत्येक खंड के तापीय भार को नियंत्रित करती है।
2.3 Thermal & Environmental Ratings
- Operating Temperature Range: -35°C से +85°C तक। यह उपकरण औद्योगिक और विस्तारित वाणिज्यिक वातावरण के लिए उपयुक्त है।
- भंडारण तापमान सीमा: -35°C से +85°C तक।
- Solder Temperature: यह सीटिंग प्लेन से 1.6mm (1/16 इंच) नीचे मापे जाने पर अधिकतम 260°C तापमान को 3 सेकंड तक सहन कर सकता है। यह मानक लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल के साथ संगत है।
3. Binning System Explanation
डेटाशीट इंगित करती है कि डिवाइस "Luminous Intensity के लिए वर्गीकृत" है। इसका तात्पर्य एक बिनिंग प्रक्रिया से है।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिनिंग: The wide IV रेंज (200-800 µcd) से पता चलता है कि उत्पादन के बाद एलईडी को विभिन्न तीव्रता बिन में वर्गीकृत किया जाता है। एकाधिक डिस्प्ले में समान चमक की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों (जैसे, मल्टी-डिजिट पैनल) के लिए, एक ही तीव्रता बिन से पार्ट्स निर्दिष्ट करना आवश्यक है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग: हालांकि स्पष्ट रूप से बिन किया हुआ नहीं कहा गया है, दी गई सीमा (2.05V Typ, 2.6V Max) प्राकृतिक भिन्नता को दर्शाती है। सटीक अनुप्रयोगों या बड़े ऐरे में, समान धारा वितरण के लिए वोल्टेज मिलान भी एक विचार हो सकता है।
- वेवलेंथ बिनिंग: प्रमुख तरंगदैर्ध्य एक विशिष्ट मान (572 nm) के रूप में निर्दिष्ट है। इस उत्पाद के लिए, तरंगदैर्ध्य बिनिंग संभवतः बहुत सख्त है या प्राथमिक छंटाई मानदंड नहीं है, क्योंकि एक ही हरा रंग निर्दिष्ट किया गया है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट "Typical Electrical / Optical Characteristic Curves" का संदर्भ देती है। हालांकि विशिष्ट ग्राफ़ प्रदान किए गए पाठ में विस्तृत नहीं हैं, ऐसे उपकरणों के लिए मानक वक्रों में आम तौर पर शामिल होंगे:
- Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve): यह गैर-रैखिक वक्र लगाए गए वोल्टेज और परिणामी धारा के बीच संबंध दर्शाता है। "नी" वोल्टेज लगभग 2.0V है, जिसके बाद वोल्टेज में मामूली वृद्धि पर धारा तेजी से बढ़ती है, जिससे स्थिर चमक के लिए नियत-धारा ड्राइव आवश्यक हो जाता है।
- Luminous Intensity vs. Forward Current (I-L Curve): यह वक्र आमतौर पर एक विस्तृत श्रेणी में रैखिक होता है। दीप्त तीव्रता आगामी धारा के लगभग आनुपातिक होती है, जिससे चमक को PWM (पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन) या एनालॉग धारा समायोजन के माध्यम से नियंत्रित किया जा सकता है।
- दीप्त तीव्रता बनाम परिवेश तापमान: AlInGaP एलईडी के लिए, प्रकाश उत्पादन आमतौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटता है। आगामी धारा के लिए डीरेटिंग विशिष्टता सीधे इस तापीय प्रभाव के प्रबंधन से जुड़ी है ताकि चमक और दीर्घायु बनाए रखी जा सके।
- स्पेक्ट्रम वितरण: सापेक्ष तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य का एक आलेख, जो 571-572 nm के निकट एक शिखर दर्शाता है, जिसकी अर्ध-चौड़ाई 15 nm बताई गई है।
5. Mechanical & Package Information
5.1 Physical Dimensions
यह पैकेज एक मानक एकल-अंकीय 7-सेगमेंट एलईडी डिस्प्ले आउटलाइन है। सभी आयाम मिलीमीटर में हैं जिनकी मानक सहनशीलता \u00b10.25 मिमी है, जब तक कि अन्यथा नोट न किया गया हो। प्रमुख आयामों में पैकेज की कुल ऊंचाई, चौड़ाई और गहराई, अंक की ऊंचाई (7.62 मिमी), और सेगमेंट के बीच की दूरी शामिल है। सटीक फुटप्रिंट पीसीबी (प्रिंटेड सर्किट बोर्ड) लेआउट के लिए महत्वपूर्ण है।
5.2 Pinout & Polarity Identification
LTS-3361JG एक कॉमन कैथोड डिवाइस है। इसका मतलब है कि सभी LED सेगमेंट के कैथोड आंतरिक रूप से कॉमन पिन (पिन 1 और पिन 6) से जुड़े होते हैं, जबकि प्रत्येक सेगमेंट के एनोड का अपना अलग पिन होता है। किसी सेगमेंट को जलाने के लिए, उसके संबंधित एनोड पिन को HIGH (करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से पॉजिटिव वोल्टेज) दिया जाना चाहिए, और कॉमन कैथोड पिन को GROUND (LOW) से जोड़ा जाना चाहिए।
पिन कनेक्शन:
1. कॉमन कैथोड
2. एनोड एफ (शीर्ष-दाएं खंड)
3. एनोड जी (केंद्र खंड)
4. एनोड ई (नीचे-दाएं खंड)
5. एनोड डी (नीचे का खंड)
6. कॉमन कैथोड
7. एनोड डीपी (दशमलव बिंदु)
8. एनोड सी (नीचे-बाएं खंड)
9. एनोड बी (ऊपर-बाएं खंड)
10. एनोड ए (शीर्ष खंड)
नोट: पिन 1 और 6 दोनों कॉमन कैथोड हैं और समान करंट वितरण सुनिश्चित करने के लिए पीसीबी पर एक साथ जुड़े होने चाहिए।
5.3 Internal Circuit Diagram
The internal diagram shows ten pins connecting to the eight LED elements (segments A-G plus DP). The two common cathode pins (1 & 6) are tied together internally. This configuration is standard for a common-cathode, single-digit display.
6. Soldering & Assembly Guidelines
- Reflow Soldering: मानक एसएमटी रीफ्लो प्रक्रियाओं के साथ संगत। अधिकतम रेटेड सोल्डर तापमान 3 सेकंड के लिए 260°C है। इस सीमा के भीतर रहने के लिए 245-250°C के बीच शिखर तापमान वाले मानक लीड-मुक्त प्रोफाइल की सिफारिश की जाती है।
- हैंड सोल्डरिंग: यदि मैन्युअल सोल्डरिंग आवश्यक है, तो अधिकतम 350°C पर सेट किए गए तापमान-नियंत्रित आयरन का उपयोग करें और प्लास्टिक पैकेज और आंतरिक वायर बॉन्ड को थर्मल क्षति से बचाने के लिए प्रति पिन संपर्क समय को 3 सेकंड से कम तक सीमित करें।
- सफाई: केवल उन्हीं सफाई एजेंटों का उपयोग करें जो LED epoxy और प्लास्टिक सामग्री के साथ संगत हों। अल्ट्रासोनिक सफाई से तब तक बचें जब तक कि विशिष्ट पैकेज के लिए सुरक्षित साबित न हो।
- ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियाँ: हालांकि स्पष्ट रूप से उल्लेखित नहीं है, एलईडी आमतौर पर ईएसडी के प्रति संवेदनशील होते हैं। उचित ईएसडी सावधानियों (ग्राउंडेड वर्कस्टेशन, कलाई पट्टियाँ) के साथ संभालें।
- भंडारण की स्थितियाँ: निर्दिष्ट तापमान सीमा (-35°C से +85°C) के भीतर एक शुष्क, एंटी-स्टैटिक वातावरण में संग्रहित करें।
7. Application Suggestions
7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
सबसे सामान्य ड्राइव विधि है multiplexingबहु-अंकीय डिस्प्ले के लिए, एक माइक्रोकंट्रोलर प्रत्येक अंक के कॉमन कैथोड को क्रमिक रूप से सक्रिय करता है, जबकि कॉमन एनोड लाइनों पर उस अंक के सेगमेंट पैटर्न को आउटपुट करता है। इससे ड्राइवर पिनों की आवश्यक संख्या में काफी कमी आती है। सेगमेंट्स के लिए पर्याप्त करंट प्रदान करने हेतु अक्सर एक कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर IC या ट्रांजिस्टर ऐरे का उपयोग किया जाता है।
करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर गणना: डायरेक्ट ड्राइव के लिए आवश्यक। सूत्र: R = (Vआपूर्ति - VF) / IF. Example: For a 5V supply, VF=2.2V, और IF=10mA: R = (5 - 2.2) / 0.01 = 280 \u03a9. निकटतम मानक मान का उपयोग करें (जैसे, 270 \u03a9 या 330 \u03a9)। यदि सीधे ड्राइव कर रहे हैं तो प्रति सेगमेंट एनोड के लिए एक रेसिस्टर की आवश्यकता होती है।
7.2 डिज़ाइन विचार
- चमक नियंत्रण: डिस्प्ले को मंद करने के लिए कैथोड या एनोड ड्राइवरों पर PWM का उपयोग करें। यह DC करंट को बदलने की तुलना में अधिक प्रभावी और कुशल है।
- देखने का कोण: डिस्प्ले को उसके चौड़े देखने के कोण को ध्यान में रखते हुए स्थिति दें ताकि अंतिम उपयोगकर्ता के लिए इष्टतम दृश्यता सुनिश्चित हो सके।
- थर्मल प्रबंधन: उच्च परिवेश तापमान अनुप्रयोगों के लिए वर्तमान डीरेटिंग दिशानिर्देशों का पालन करें। अधिकतम धाराओं पर या उसके निकट चलाने पर पर्याप्त PCB कॉपर क्षेत्र या वेंटिलेशन सुनिश्चित करें।
- डिकपलिंग: डिस्प्ले के पावर पिन के पास शोर दबाने के लिए एक छोटा सिरेमिक कैपेसिटर (जैसे, 100nF) लगाएं, विशेष रूप से मल्टीप्लेक्स्ड डिज़ाइन में।
8. Technical Comparison & Differentiation
Compared to older technologies like Red GaAsP LEDs, AlInGaP-आधारित LTS-3361JG दिए गए करंट के लिए काफी अधिक चमक और दक्षता प्रदान करता है। कुछ आधुनिक फॉस्फर वाले सफेद या नीले एलईडी, यह फॉस्फर रूपांतरण की जटिलता और दक्षता हानि के बिना एक शुद्ध, संतृप्त हरा रंग प्रदान करता है।
इसकी प्राथमिक विशिष्टता इसके विशिष्ट संयोजन में निहित है: 0.3-inch digit height, common cathode configuration, pure green AlInGaP emission, and characterized intensity binsप्रतिस्पर्धी उत्पाद विभिन्न चिप प्रौद्योगिकियों (जैसे, नीले/हरे रंग के लिए InGaN) का उपयोग कर सकते हैं, अलग पैकेज रंग (जैसे, काला फेस) हो सकते हैं, या common anode हो सकते हैं।
9. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)
Q1: क्या मैं इस डिस्प्ले को सीधे 3.3V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूं?
A: संभवतः, लेकिन सावधानी के साथ। सामान्य VF 2.05V है, और एक GPIO पिन का आउटपुट हाई वोल्टेज (Vओह) 3.3V आपूर्ति पर 2.64V जितना कम हो सकता है। वोल्टेज हेडरूम (3.3V - 2.6V = 0.7V) एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के लिए न्यूनतम है। माइक्रोकंट्रोलर को इंटरफेस करने के लिए ट्रांजिस्टर या ड्राइवर IC का उपयोग करना अधिक सुरक्षित है।
Q2: दो कॉमन कैथोड पिन (1 और 6) क्यों हैं?
A: यह यांत्रिक समरूपता और बेहतर धारा वितरण के लिए है। अपने PCB पर दोनों पिन को ग्राउंड से जोड़ने से धारा भार संतुलित करने में मदद मिलती है, जिससे सेगमेंट चमक एकरूपता और दीर्घकालिक विश्वसनीयता में सुधार हो सकता है।
Q3: पीक एमिशन और डॉमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
A: पीक एमिशन वेवलेंथ (\u03bbp) उत्सर्जित प्रकाश स्पेक्ट्रम का भौतिक शिखर है। डॉमिनेंट वेवलेंथ (\u03bbd) मानव आँख द्वारा अनुभव किया जाने वाला वह एकल तरंगदैर्ध्य है जो प्रकाश स्रोत के रंग से मेल खाता है। इस हरे एलईडी जैसे एकवर्णी स्रोत के लिए, वे बहुत करीब होते हैं।
Q4: बहु-अंकीय डिज़ाइन में मैं एक समान चमक कैसे प्राप्त करूँ?
A: 1) एक नियत-धारा ड्राइवर सर्किट का उपयोग करें। 2) यदि आवश्यक हो तो प्रति अंक सॉफ़्टवेयर कैलिब्रेशन या PWM समायोजन लागू करें। 3) सबसे महत्वपूर्ण, अपने आपूर्तिकर्ता से समान ज्योति तीव्रता बिन वाले एलईडी निर्दिष्ट करें और उनका उपयोग करें।
10. Design-in Case Study
परिदृश्य: एक साधारण 4-अंकीय वोल्टमीटर डिस्प्ले डिज़ाइन करना।
- Component Selection: चार LTS-3361JG डिस्प्ले उनकी पठनीयता और हरे रंग के लिए चुने गए हैं, जो अक्सर \"चालू\" या \"सामान्य\" स्थिति से जुड़ा होता है।
- Drive Scheme: एक मल्टीप्लेक्सिंग योजना चुनी गई है। 12 I/O पिन (8 सेगमेंट एनोड A-G, DP के लिए, और 4 डिजिट कैथोड के लिए) वाला एक माइक्रोकंट्रोलर पूरे डिस्प्ले को चला सकता है।
- सर्किट डिज़ाइन: The segment anode lines are connected in parallel across all four digits. Each digit's common cathode pins (1 & 6) are connected together and then to an NPN transistor sink. The microcontroller turns on one transistor (digit) at a time while outputting the corresponding 7-segment code on the anode lines. The refresh rate is set above 60 Hz to avoid flicker.
- करंट कैलकुलेशन: एक मल्टीप्लेक्सेड डिस्प्ले के लिए, समान औसत चमक प्राप्त करने के लिए प्रति सेगमेंट तात्कालिक धारा अधिक हो सकती है। यदि ड्यूटी साइकिल 1/4 (4 अंक) है, तो 5mA की औसत IF_avg प्राप्त करने के लिए, इसके सक्रिय समय के दौरान तात्कालिक धारा IF_inst होनी चाहिए। = IF_avg / Duty Cycle = 5mA / 0.25 = 20mA. यह निरंतर रेटिंग के भीतर है लेकिन चुनी गई मल्टीप्लेक्सिंग आवृत्ति के लिए शिखर रेटिंग के विरुद्ध जाँच की जानी चाहिए।
- PCB लेआउट: डिस्प्ले को डायमेंशनल ड्राइंग के अनुसार सटीक अंतराल पर रखा गया है। कॉमन कैथोड कनेक्शन के लिए ट्रेस को चौड़ा बनाया गया है ताकि जब कोई अंक पूरी तरह से जलता है (जैसे, अंक '8') तो संचयी सेगमेंट करंट को संभाला जा सके।
11. प्रौद्योगिकी सिद्धांत परिचय
The LTS-3361JG आधारित है AlInGaP (Aluminum Indium Gallium Phosphide) अर्धचालक सामग्री। यह एक III-V यौगिक अर्धचालक है जहाँ एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम और फॉस्फोरस परमाणु एक क्रिस्टल जालक में व्यवस्थित होते हैं। जब फॉरवर्ड-बायस्ड किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल PN जंक्शन के सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, और फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। क्रिस्टल में Al, In, Ga और P का विशिष्ट अनुपात बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करता है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करता है। लगभग 572 nm के हरे उत्सर्जन के लिए, एक सटीक संरचना आवश्यक है।
चिप्स को एक अपारदर्शी GaAs (Gallium Arsenide) सब्सट्रेट परयह सब्सट्रेट उत्पन्न प्रकाश का कुछ हिस्सा अवशोषित करता है, लेकिन AlInGaP सामग्री प्रणाली स्वयं अत्यधिक कुशल है। प्रकाश चिप की शीर्ष सतह से उत्सर्जित होता है। पैकेज का ग्रे फेस और व्हाइट सेगमेंट डिफ्यूज़र परिवेशी प्रकाश को अवशोषित करके और चिप से उत्सर्जित हरे प्रकाश को कुशलतापूर्वक बिखेरकर कंट्रास्ट बढ़ाने में मदद करते हैं।
12. Technology Trends
हालांकि यह विशिष्ट उत्पाद परिपक्व और विश्वसनीय AlInGaP तकनीक का उपयोग करता है, व्यापक LED डिस्प्ले बाजार के रुझानों में शामिल हैं:
- उच्च दक्षता: चल रहा पदार्थ विज्ञान अनुसंधान सभी एलईडी रंगों की आंतरिक क्वांटम दक्षता (IQE) और प्रकाश निष्कर्षण दक्षता (LEE) में सुधार करने का लक्ष्य रखता है, जिससे समान चमक के लिए बिजली की खपत कम हो जाती है।
- लघुरूपण: छोटे पिक्सेल पिच और उच्च-घनत्व डिस्प्ले की ओर एक रुझान है, हालांकि स्टैंडअलोन 7-सेगमेंट डिवाइसों के लिए, पठनीयता के लिए 0.3-इंच का आकार एक लोकप्रिय मानक बना हुआ है।
- एकीकरण: अधिक डिस्प्ले ड्राइवर IC को सीधे मॉड्यूल पैकेज में एकीकृत कर रहे हैं, जिससे डिजाइनरों के लिए बाहरी सर्किटरी सरल हो रही है।
- वैकल्पिक प्रौद्योगिकियाँ: पूर्ण-रंग या उच्च-रिज़ॉल्यूशन अनुप्रयोगों के लिए, माइक्रोएलईडी और उन्नत ओएलईडी जैसी प्रौद्योगिकियाँ विकसित हो रही हैं। हालाँकि, सरल, मजबूत, चमकीले और कम लागत वाले एकल-अंकीय संख्यात्मक डिस्प्ले के लिए, उनकी विश्वसनीयता, दीर्घायु और सरलता के कारण AlInGaP और InGaN-आधारित एलईडी प्रमुख बनी हुई हैं।
LTS-3361JG स्थापित अर्धचालक भौतिकी और पैकेजिंग तकनीकों के आधार पर प्रदर्शन, लागत और विश्वसनीयता को संतुलित करते हुए, अपने विशिष्ट क्षेत्र में एक अच्छी तरह से अनुकूलित समाधान का प्रतिनिधित्व करता है।
LED Specification Terminology
LED तकनीकी शब्दों की पूर्ण व्याख्या
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | महत्वपूर्ण क्यों |
|---|---|---|---|
| Luminous Efficacy | lm/W (lumens per watt) | प्रति वाट बिजली से प्रकाश उत्पादन, उच्च मान का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | यह सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स | lm (लुमेन) | स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), उदाहरण के लिए, 120° | वह कोण जहाँ प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश की सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (Color Temperature) | K (Kelvin), e.g., 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्म, अधिक सफेदी/ठंडक। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| CRI / Ra | इकाईहीन, 0–100 | वस्तुओं के रंगों को सटीक रूप से प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 अच्छा माना जाता है। | रंग की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, मॉल, संग्रहालय जैसे उच्च मांग वाले स्थानों में उपयोग किया जाता है। |
| SDCM | MacAdam ellipse steps, e.g., "5-step" | Color consistency metric, smaller steps mean more consistent color. | Ensures uniform color across same batch of LEDs. |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य | nm (nanometers), e.g., 620nm (red) | रंगीन एलईडी के रंग के अनुरूप तरंगदैर्ध्य। | लाल, पीले, हरे मोनोक्रोम एलईडी के रंग का स्वर निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | तरंगदैर्ध्यों में तीव्रता वितरण दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन और गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
Electrical Parameters
| शब्द | Symbol | सरल व्याख्या | Design Considerations |
|---|---|---|---|
| Forward Voltage | Vf | LED को चालू करने के लिए न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "प्रारंभिक सीमा"। | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला में जुड़े LED के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| फॉरवर्ड करंट | If | सामान्य एलईडी संचालन के लिए वर्तमान मूल्य। | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Max Pulse Current | Ifp | Peak current tolerable for short periods, used for dimming or flashing. | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | अधिकतम रिवर्स वोल्टेज जिसे LED सहन कर सकता है, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट को रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकना चाहिए। |
| थर्मल रेजिस्टेंस | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के प्रति प्रतिरोध, जितना कम उतना बेहतर। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), उदाहरण के लिए, 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज को सहन करने की क्षमता, उच्च मान का अर्थ है कम संवेदनशीलता। | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता है, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | मुख्य मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान | Tj (°C) | LED चिप के अंदर का वास्तविक संचालन तापमान। | हर 10°C कमी जीवनकाल को दोगुना कर सकती है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| ल्यूमेन मूल्यह्रास | L70 / L80 (घंटे) | प्रारंभिक चमक के 70% या 80% तक चमक गिरने में लगने वाला समय। | सीधे तौर पर LED की "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| Lumen Maintenance | % (e.g., 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग में चमक की बचत को दर्शाता है। |
| रंग परिवर्तन | Δu′v′ or MacAdam ellipse | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश व्यवस्था दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | मटेरियल डिग्रेडेशन | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता का कारण बन सकता है। |
Packaging & Materials
| शब्द | सामान्य प्रकार | सरल व्याख्या | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| पैकेज प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | हाउसिंग सामग्री चिप की सुरक्षा करती है, ऑप्टिकल/थर्मल इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC: अच्छी ताप प्रतिरोधकता, कम लागत; Ceramic: बेहतर ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फ्रंट, फ्लिप चिप | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था। | फ्लिप चिप: बेहतर ताप अपव्यय, उच्च प्रभावकारिता, उच्च-शक्ति के लिए। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले चिप को ढकता है, कुछ को पीले/लाल में परिवर्तित करता है, सफेद रंग में मिलाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रभावकारिता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिक्स | फ्लैट, माइक्रोलेंस, TIR | प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली सतह पर प्रकाशीय संरचना। | दृश्य कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
Quality Control & Binning
| शब्द | बिनिंग सामग्री | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| प्रकाश प्रवाह बिन | कोड उदाहरणार्थ, 2G, 2H | चमक के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम ल्यूमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | कोड उदाहरणार्थ, 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत। | ड्राइवर मिलान की सुविधा प्रदान करता है, सिस्टम दक्षता में सुधार करता है। |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांकों के आधार पर समूहीकृत, सुनिश्चित करता है कि सीमा सख्त हो। | रंग स्थिरता की गारंटी देता है, फिक्स्चर के भीतर असमान रंग से बचाता है। |
| CCT Bin | 2700K, 3000K आदि। | CCT के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न दृश्य CCT आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
Testing & Certification
| शब्द | Standard/Test | सरल व्याख्या | Significance |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान पर दीर्घकालिक प्रकाश व्यवस्था, चमक क्षय का रिकॉर्डिंग। | एलईडी जीवन का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है (TM-21 के साथ)। |
| TM-21 | जीवन अनुमान मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक परिस्थितियों में जीवन का अनुमान लगाता है। | वैज्ञानिक जीवन पूर्वानुमान प्रदान करता है। |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | प्रकाशिक, विद्युत, तापीय परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग-मान्यता प्राप्त परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | हानिकारक पदार्थों (सीसा, पारा) की अनुपस्थिति सुनिश्चित करता है। | अंतरराष्ट्रीय स्तर पर बाजार पहुंच की आवश्यकता। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश व्यवस्था के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग, प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ाता है। |